Фамилия Вальчихин — редкий случай, когда географическая привязка оказывается едва ли не важнее разбора корня. Большинство фамилий на -ихин (с ударением на корень или окончание) характерно для северных и центральных областей России, в первую очередь для Архангельской, Вологодской, Вятской губерний. Именно там суффикс -ихин образовывал фамилии от женских прозвищ или от названий жены по мужу. Если муж был Вальчиха, то его жена — Вальчиха, а дети — Вальчихины. Но это только одна из версий, и не самая очевидная.

Основа «Вальч-» почти наверняка восходит к диалектному слову «вальч» или «вальча». В русских говорах «вальч» — это уменьшительное от «валенок», «валяная обувь», а также прозвище человека, который занимался валянием валенок. Вальчихой могли называть жену или вдову такого мастера-валяльщика, либо женщину, которая сама этим промышляла. Прозвище давали по ремеслу, которое в деревне было и почетным, и заметным: валенки — товар ходовой, мастер на виду. Связь с «валять» (шерсть, войлок) здесь прямая, и это объяснение выглядит правдоподобнее, чем попытки вывести корень из личных имён вроде Вальдемар или Вальтер — для русской крестьянской среды они чужеродны.

Суффикс -ихин в данном случае работает не как патронимический (по отцу), а как матронимический или «женин»: от прозвища матери. Вальчихин — буквально «чей?» — сын Вальчихи. Такая модель встречается реже, чем -ов/-ев или -ин, и указывает на то, что в семье женщина играла заметную роль, либо прозвище закрепилось за матерью по её ремеслу. Встречаются варианты написания: Вальчихин, реже Вальчихин с ударением на второй слог, но единой нормы нет — фамилия редкая, и в переписях XIX века её могли записывать на слух.

Если искать однокоренные фамилии, то ближе всего Вальков, Вальковский (от «валек» — деталь валяльного станка) и Вальщиков (от «вальщик» — тот, кто валяет). Но Вальчихин стоит особняком: женский суффикс и привязка к конкретному ремеслу делают её скорее «профессиональной», чем родовой в привычном смысле. Носитель такой фамилии с высокой вероятностью потомок архангельского или вологодского валяльщика валенок, чья жена или вдова вела дело и передала прозвище детям.